姜春玲 陈君

摘  要：针对社会对卓越工程师需求的现状，实践教学改革应该促进学生工程意识、工程能力和工程素养的提升，以满足社会发展对工程技术人才的需求。通过对应用型高校电子信息科学与技术专业实践教学体系和模式研究探索，对实践教学目标体系、内容体系和评价体系进行架构，实施“课堂+实践+社会+网络”的“四维一体”的立体化实践教学模式。依据工程教育专业认证标准，提出实践教学改革“知行合一、工学结合，全方位、全覆盖、全过程”的理念和“一个定位、两个转变、三个层次、四个维度、五个结合、六个目标”的教学改革思路，为一流专业建设和工程认证背景下的课程建设提供参考和应用实践。

关键词：工程教育专业认证;实践教学理念和思路;实践教学体系;实践教学模式;四维一体

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）08-0063-05

Abstract： In view of the current situation of social demand for excellent engineers， the reform of practical teaching promotes the improvement of students' engineering consciousness， engineering ability and engineering literacy， so as to meet the needs of social development for engineering and technical talents. Through the research and exploration of the practical teaching system and mode of electronic information science and technology specialty in application-oriented colleges and universities， the practical teaching goal system， content system and evaluation system are structured， and the "four-dimensional integrated" practical teaching mode of "classroom+practice+society+network" is implemented. According to the certification standards of engineering education， this paper puts forward the concept of practical teaching reform of "unity of knowledge and practice， combination of work and learning， all-round， full coverage and whole process" and the teaching reform idea of "one orientation， two transformations， three levels， four dimensions， five combinations and six goals"， to provide reference and application practice for curriculum construction under the background of first-class professional construction and engineering certification

Keywords： engineering education professional certification; practical teaching ideas and ideas; practical teaching system; practical teaching mode; four-dimensional integrated mode

2021年9月，習近平总书记在中央人才工作会议上强调：“要培养大批卓越工程师，努力建设一支爱党报国、敬业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的工程师队伍。”随着科学技术的发展，新兴技术的普遍应用，社会分工的不断细化，工程师已经逐渐渗透到各行各业，并且成为社会、经济发展的重要驱动力。尽管我国工程教育培养规模居于世界前列，但是工程教育创新、人才培养质量与建设创新型国家战略目标和现实需求存在巨大差距，工科生实践能力差是不争的事实。工程师的培养主要是通过学校教学并在工程实践中锻炼成长起来的，大学应该是工程师的摇篮。

2021年泰山学院（简称“我校”）确定为省级应用型本科高校建设首批支持单位，学校制定了应用型高校建设方案。电子信息科学与技术专业（以下简称“本专业”）作为国家级一流本科专业建设点，积极响应学校应用型人才培养的要求，依据工程教育专业认证的标准，本专业人才培养方案进行了重新修订。在人才培养方案修订过程中，关注了目前实践教学中存在的问题，对本专业实践教学体系和模式的构建进行了探索。

一  分析实践教学存在的问题

我们对原有的实践教学进行了分析，主要发现以下问题。

首先，原有的实践教学体系不够完善，没有清晰的目标体系。没有考虑工程教育专业认证的需求，实践教学与毕业要求的关系不紧密，实践教学的目标往往只考虑知识目标和能力目标，而忽视了素质目标，在工程意识、工程能力、工程素养方面的目标不够清晰。

其次，实践教学内容和教学方法不尽合理。实践教学一般是和本校的实践环境相关的，因此，实践教材往往不太适合本校实际，理论教学与实践教学结合度不够。实践教学局限于校内环境，实践基础设施等教学资源滞后，导致实践内容不能紧跟时代发展，有些实践内容比较随意，与相关行业发展实际脱离，不利于学生工程意识、工程能力和工程素养的提升。

再有，实践教学的过程简单、评价手段单一。学生不理解实践教学的目的，不重视实践操作，不接触社会，学生社会实践、服务社会的意识和工程实践能力不足。

二  实践教学改革的理念和思路

（一）  实践教学改革理念

依据工程教育专业认证标准，专业人才培养方案制定的毕业要求应覆盖12条，包括以下内容：工程知识、对复杂工程问题的分析、设计/开发、研究、现代工具的使用、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理和终身学习。可以看到，毕业要求的内容均与复杂工程问题相关。未来教育强调“4个C”——批判性思维（Critical thinking）、沟通（Communication）、协作（Collaboration）和创造力（Creativity）。大学教育不应该仅传授知识，而应该将知识与工程实践结合，让学生在走出校门之前就建立工程意识，形成一定的工程能力。因此，针对实践教学存在的问题，确定了实践教学改革的理念：知行合一、工学结合，全方位、全覆盖、全过程。

（二）  实践教学改革思路

实践教学改革的基本思路概括为：“一个定位、两个转变、三个层次、四个维度、五个结合、六个目标”。如图1所示，具体表述为以下内容。

一个定位，即实践性环节促进学生工程能力发展的定位。

两个转变，即由被动接受型学习向自主探索型学习的转变、由知识传授向能力培养的转变。

三个层次，即工程意识、工程能力、工程素质。

四个维度，即课堂、实践、社会、网络。

五个结合，即校内与校外相结合、现实与虚拟相结合、知识与创新相结合、线上与线下相结合、共性培养与个性发展相结合。

六个目标，即社会担当、知行合一、自主探索、实践创新、团队合作、职业素养。

三  實践教学体系构建

实践教学体系在人才培养方案中占有非常重要的地位，本校电子信息科学与技术专业在制定人才培养方案时实践性环节达到了31.8%，覆盖了从大一到大四的全过程。本文着重探讨了本专业实践教学目标体系、实践教学内容体系和实践教学评价体系的构建。

（一）  实践教学目标体系

实践教学目标体系决定着实践教学内容的界定、教学模式的选择和评价标准的确定。实践教学目标应该基于行业需求，围绕工程意识形成、工程能力培养和工程素质养成，来设计学生应达到的知识、能力、素质标准。每一个实践环节都应该有其教学目标，并且是实践教学目标体系的一部分，所有的实践性环节的实施支撑实践教学总目标的达成。

我们认真研究了工程教育认证毕业要求的12条，认为可以归纳为工程意识、工程能力和工程素质三个大的方面，并将其扩展为“社会担当、知行合一、自主探索、实践创新、团队合作、职业素养”，作为实践教学目标体系，如图2所示。

社会担当：具有国家认同、国际视野，具备较好的人文社会科学素养和较强的社会责任感。

知行合一：能够将理论知识应用于电子信息领域的复杂工程问题的分析、设计、开发和研究，具有动手实践的能力。

自主探索：学会学习、勤于反思，具有主动学习和适应发展的能力。

实践创新：具有创新思维、批判质疑、勇于探究的科学精神，能够使用现代技术工具处理复杂工程问题。

团队合作：能够与团队成员有效沟通、交流、合作，各司其职，共同完成项目。

职业素养：遵守职业规范、工程伦理，能够正确理解工程对环境、健康、安全、法律以及社会可持续发展的影响。

（二）  实践教学内容体系

实践教学内容体系是实践教学目标体系的具体化，将实践教学的目标落实到每一个实践教学内容中。通过各个实践环节合理配置，使得学生获得完整的、系统的工程能力和素质。实践教学内容体系应该涵盖从大一到大四全方位、全覆盖、全过程，由浅入深、由简单到复杂、由认知到综合，各实践环节支撑对应实践教学目标。参照工程教育认证标准，新修订的电子信息科学与技术专业人才培养方案中对毕业要求进行了进一步修订，依据实践教学目标体系确定了三层次的实践教学内容体系，见表1。

第一层次——工程意识的形成。

对于大学新生，可以通过社会实践、劳动实践、工程认知实践、志愿服务等，引导学生认识国情、服务社会，提高社会责任感。在通识课中增加实践性环节，培养学生人文社会科学素养。另外，把专业课中的实验设置为独立实验，并通过增加实验学时，加大设计性和综合性实验，强化学生理论联系实践的意识，并通过实验加深对理论的理解。

第二层次——工程能力的培养。

从第二学期开始，每学期都设置了实训、课程设计等实践环节。单片机原理与应用课程设计、模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、EDA技术课程设计等，提高了学生相关课程的综合知识应用能力，让学生能够初步具备复杂工程问题的设计和分析能力。金工实习、电子工艺实训、电路板设计与制作、计算机安装与维护实训等实习实训环节增强学生主动学习、自主探索和动手实践的能力。

第三层次——工程素质的养成。

高年级学生面临走向社会，应该培养学生一些职场应具备的素质。其中团队合作在职场中是非常重要的，通过电子创新与实践、专业综合实践、企业项目实训、学科竞赛等团队合作项目，让学生体会坦诚相待、共同奉献、协同合作的团队精神，提高学生专业知识综合应用能力。我们在新的培养方案中还增加了“1+X”证书职业培训，让学生从职业发展考虑选择一个适合自己的方向考取高级证书;毕业实习、毕业设计（论文）都要求学生要真正在实际工程中发现问题、解决问题，从而养成一定的职业素养，为就业提供保障。

我们还构建了四年不间断的“专创”融合创新实践体系，并给予创新创业学分奖励。大学一年级，学生通过电子协会等社团，引导低年级学生建立创新创业意识;大学二年级，发动学生申报“双创”项目，采用“老生带新生”模式和“师生科创互动”模式，增加学生创新经验积累;大学三年级，选拔优秀学生在创新创业导师指导下开展项目实训实战训练，参加各类学科竞赛，提升学生创新实践能力;大学四年级，推进“双创”项目、竞赛作品与毕业设计、成果落地转化相结合，鼓励学生发表论文、申请专利、开办创业公司，促进学生创业就业能力提升。

（三）  实践教学评价体系

实践教学评价是实践教学内容实施的保障，也是实践教学目标达成的依据。我们将实践教学评价体系分成三个方面：评价指标、评价模式和评价手段，如图3所示。

1  评价指标

本专业人才培养方案中实践性环节包括社会实践、课程实验、课程设计、实习实训、综合实践、创新创业、“1+X”证书、毕业论文等，按照工程教育专业认证的要求，每一门课程应该支撑不同的毕业要求。本专业实践性环节均依据新的人才培养方案修订了教学大纲，明确课程目标支撑的毕业要求，并根据课程目标制定了相应的评价标准。评价指标对应每一门课的评价标准，以评价其课程目标是否达成。

2  评价模式

不同类型的实践环节内容有很大差异，因此需采用不同形式的考核方式。本专业实践教学采取多形式、多元化评价，建立了“形成性评价+终结性评价+拓展性评价”相结合的全过程评价模式。

在教学大纲制定过程中要求评定方式多样化、全过程，所有的课程都必须有形成性评价和终结性评价，有些课程可以增加拓展性评价。形成性评价根据不同实践环节的要求，可以包括平时表现、实验方案的选定、实验操作的熟练度、项目设计的完整性、实验（项目）报告的规范性等。终结性评价主要指学期末的考试环节，可以有实验理论考试、实验技能测试、作品展示答辩等。拓展性评价是针对创新创业类实践环节，要求学生申报大学生创新创业项目、参加学科竞赛、申报专利、发表论文等，作为奖励叠加到实践最终成绩中。

3  评价手段

在课程考核中，采用教师评价、小组间互评、小组内评价和社会评价等手段。通过小组间的互评，让学生能够相互学习、取長补短;组内评价可以督促学生积极参与，避免出现浑水摸鱼的情况;社会评价包括企业项目中企业导师对学生的评价，或者服务社会、志愿活动中的评价。通过多种评价方式对学生进行更加全面的评价，促进学生工程实践能力和素质的提升。

四  实践教学模式改革

（一）  “四维一体”的实践教学模式

在原有的大学教学中大多以知识传递为主，忽视了对学生实践能力的培养。大学生毕业后，往往不适应社会、企业需求，出现了一些大学生需要回炉学习职业能力的现象。工程素养的形成需要一个渐进的过程，应该在掌握理论知识的基础上不断实践，在将理论应用于工程实践的过程中将不同学科的知识和素质要素融会贯通，逐渐升华提高。因此，我们构建了“课堂+实践+社会+网络”的“四维一体”的立体化实践教学模式。

实践教学不局限于课堂或实验室，将实践环境延伸到课外、社会及网络。在专业课实验中引入虚拟仿真平台，如Multisim、MATLAB、立创EDA等，利用仿真软件实现对电路的功能设计和测试。学生还可以把“口袋实验室”借回宿舍，将课堂没有完成的实验延伸到课外，培养学生自主探究的能力，实现虚实结合、个性发展。在一些实践课程中采取“走出去”和“请进来”的方式，让学生走入企业、了解社会，走进社区、中小学等，利用专业知识开展志愿服务，也会请企业专家进校做讲座介绍行业现状和发展趋势，跟随企业工程师设计项目等。在课程设计、实习实训课程中，采用小组合作、项目引导的方式，学赛结合，鼓励学生创新创业，并在培养方案中设置了创新创业学分奖励。同时，充分利用互联网和现代信息技术，拓展实践资源、开展翻转课堂等。

实践教学改革力求实现由被动接受型学习向自主探索学习的转变、由知识传授向能力培养的转变，做到校内与校外相结合、现实与虚拟相结合、知识与创新相结合、线上与线下相结合、共性培养与个性发展相结合。

（二）  实践课程改革案例

在信息爆炸的今天，教师应该扮演的是促进者的角色。在实践教学中如何促进学生的批判性思维、沟通、协作和创造力的发展，是未来教育改革的趋势。下面以电子创新与实践课程为例，介绍实践教学改革的实施过程。

1  确定课程目标

电子创新与实践（以下简称“本课程”）是面向电子信息科学与技术专业开设的一门综合实践课程。依据应用型学校的定位，结合工程教育专业认证标准，对应毕业要求指标点，确定了涵盖知识、能力、素质三个方面的课程目标。课程目标与本专业人才培养方案中毕业要求指标点关系见表2。

2  重构课程内容

本课程划分为四个模块：社会和行业调研、创新方法及实践、社会实践及服务、创新项目及竞赛。第一个模块要求学生了解社会、了解行业发展，撰写社会调查报告。我们带领学生走入企业了解产品设计生产流程，邀请行业企业专家来学校开展讲座。学生通过社会调查、行业调研、问卷调查等方式，完成社会调查报告。第二个模块要求学生能够理解创新思路和方法，借鉴创新实例，掌握实践技巧，建立团队意识，完成创新项目设计，养成工程实践能力。学生首先线上学习一些电子创新设计方法、软件使用、焊接技巧等，然后在企业工程师指导下，分组完成一个完整的创新项目设计，整个过程包括电路图设计、PCB制版、购买元器件、焊接电路和软件调试，并要求学生通过拍摄小视频、照片等形式记录整个过程，最终提交设计报告、展示作品，并开展小组自评、组间互评。第三个模块要求学生能够参加社会实践和服务。组织学生周末到小学开展“大手拉小手，共逐科技梦”的科普活动，到社区开展家电维修等社会实践活动。引导学生形成为人民服务意识，能够学以致用，将自己的知识转化为服务社会的技能，并要求学生写出参加活动的感想和总结。第四个模块要求学生能够写出一份大学生创新项目申报书，或者参加一项学科竞赛，鼓励学生挑战自我，形成创新能力，有效地促进了学生创新创业的积极性。

在课程资源上突破传统的教材限制，充分利用线上线下多种资源。选取哈尔滨工程大学的《创新设计梦工厂》、上海海洋大学的《电子设计创新》两门MOOC的部分视频;还在哔哩哔哩网站搜索到《创新中国一分钟》《新时代·青年说》《辉煌中国》《一分钟焊接技巧》等与本课程相关的拓展视频;另外，我们还与深圳市嘉立创科技发展有限公司联系，由他们的工程师在线提供项目设计视频等;还给学生提供了5本参考教材。课程的实践环节充分利用社会资源，一般在校外实践基地完成。与本课程相关的校外实践基地有：山东晨晖电子科技有限公司、深圳市嘉立创科技发展有限公司、大河学校和社区等。通过企业见习、在线学习、社会实践等方式，从原有的课堂中走出来，与实践、社会、互联网相结合，形成“四维一体”的教学模式。引导学生走出校门、接触社会、走进企业，在服务社会的过程中提升自己的工程实践能力。

3  细化课程评价

本课程四个模块分别对学生提出了具体的要求，在教学大纲中明确了各个模块的评价依据和评价标准，评价手段采用教师评价、小组间互评、小组内评价、社会评价等手段。课程最终成绩由五部分构成，总成绩=平时成绩10%+社会调查20%+创新实践项目40%+社会实践及服务20%+创新项目及竞赛10%。每一个模块均支持相应的课程目标，最终评价学生课程目标达成度。

本课程教学模式改革已在2018级、2019级电子信息科学与技术专业实施，取得了良好的教学效果，并得到学生的好评，被评为学校一流课程，此案例获得学校优秀教学案例。

五  结束语

工程教育认证强调“学生中心，产出导向，持续改进”，产出合格的工程师是应用型高校的培养目标。大学四年期间，学生首先应该学习好工程理论知识，然后通过实践性环节接受基本的技术和工程实践训练，初步具备工程师的基本素质，毕业后在实际工程岗位上才能够较快成为合格的工程师。本文以我校电子信息科学与技术专业为例对实践性环节的教学体系和模式的构建进行了探索，在实施过程中仍需不断地改进，以满足社会发展对工程技术人才的需求。

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基金项目：山东省教育科学“十三五”规划课题“基于学科核心素养的实验与实践性教学改革研究”（2020ZBYB011）;山东省本科教学改革研究重点项目“电子信息类专业基础课程群‘四维五延三化课堂教学改革研究与实践”（Z2022061）

第一作者简介：姜春玲（1969-），女，汉族，山东泰安人，硕士，教授。研究方向为电子技术及其应用。